Oxidação por plasma eletrolítico do titânio, usando larguras de pulsos compatíveis com a duração das micro descargas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Frutuoso, Francisca Geidilany Saraiva de Oliveira
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: http://lattes.cnpq.br/7441669258580942
http://lattes.cnpq.br/9494393950416235
https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/8819
Resumo: No processo de oxidação eletrolítica por plasma (PEO), micro descargas são produzidas na superfície de titânio imersa em um eletrólito apropriado, aplicando uma tensão maior que a ruptura dielétrica do filme de óxido. Durante esta fase de descarga, que dura entre 30 e 300 μs, muitas espécies são transferidas do eletrolítico para a superfície produzindo os revestimentos. No presente trabalho, pulsos de corrente elétrica com duração de 50 μs e 100 μs foram utilizados para interromper as micro descargas e, assim, controlar o processo de PEO. O efeito da duração do pulso, usando diferentes densidades de corrente e ciclos de trabalho, foi investigado pelas mudanças no consumo de energia, além das propriedades topográficas, microestruturais, químicas da superfície, e molhabilidade a fim de atender aos requisitos de uma superfície hipotética para liberação de drogas de implantes de titânio. Foi demonstrado que as superfícies tratadas com duração de pulso de 50 μs apresentaram poros uniformes e diâmetros médios menores, melhores relações anatase/rutilo e cálcio/fósforo do que aquelas tratadas com pulsos de 100 μs. Nossos resultados revelam que, utilizando um pulso de corrente de 50 μs, o processo apresenta menor consumo de energia e propriedades mais adequadas para uso em implantes de titânio com liberação controlada de fármacos. Observou-se que todas as condições de tratamento geram superfícies hidrofílicas, que a exposição a luz UV diminuiu os ângulos de contato e que após guardadas por algum tempo as amostras sofrem envelhecimento o que às leva a perda do comportamento hidrofílico característico das camadas PEO de TiO2
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O efeito da duração do pulso, usando diferentes densidades de corrente e ciclos de trabalho, foi investigado pelas mudanças no consumo de energia, além das propriedades topográficas, microestruturais, químicas da superfície, e molhabilidade a fim de atender aos requisitos de uma superfície hipotética para liberação de drogas de implantes de titânio. Foi demonstrado que as superfícies tratadas com duração de pulso de 50 μs apresentaram poros uniformes e diâmetros médios menores, melhores relações anatase/rutilo e cálcio/fósforo do que aquelas tratadas com pulsos de 100 μs. Nossos resultados revelam que, utilizando um pulso de corrente de 50 μs, o processo apresenta menor consumo de energia e propriedades mais adequadas para uso em implantes de titânio com liberação controlada de fármacos. Observou-se que todas as condições de tratamento geram superfícies hidrofílicas, que a exposição a luz UV diminuiu os ângulos de contato e que após guardadas por algum tempo as amostras sofrem envelhecimento o que às leva a perda do comportamento hidrofílico característico das camadas PEO de TiO2In the plasma electrolytic oxidation (PEO) process, microdischarges are produced at the titanium surface immersed in an appropriate electrolyte by applying a voltage higher than dielectric breakdown of the oxide film. During this discharging stage, lasting between 30 and 300 μs, many species are transferred from electrolytic to surface producing the coatings. In the present work, pulses of electric current with duration of 50 μs and 100 μs were used in order to interrupt the microdischarges and, thus, control the PEO process. The effect of pulse duration, using different current densities and duty cycles, was investigated by the changes in energy consumption, in addition to the topographical, microstructural, chemical properties of the surface and wettability in order to meet the requirements of a hypothetical surface for drug delivery from titanium implants. It was shown that surfaces treated with pulse duration of 50 μs had uniform pores and smaller mean diameters, better anatase/rutile and calcium/phosphorus ratios than those treated with pulses of 100 μs. Our results reveal that using a 50 μs current pulse, the process has lower energy consumption and more suitable properties for use in titanium implants with controlled drug delivery. It was observed that all treatment conditions generate hydrophilic surfaces, that exposure to UV light decreased the contact angles and that after storage for some time the samples undergo aging, which leads to the loss of the hydrophilic behavior characteristic of the PEO layers of TiO266 p.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes)BrasilCentro de Ciências Exatas e Naturais - CCENUFERSAUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoPrograma de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisAlves Júnior, ClodomiroAlves Júnior, ClodomiroCruz, Nilson Cristino daVitoriano, Jussier de OliveiraFrutuoso, Francisca Geidilany Saraiva de Oliveira2023-02-27T13:30:30Z2023-02-27T13:30:30Z2022-08-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesispdfapplication/pdfhttp://lattes.cnpq.br/7441669258580942http://lattes.cnpq.br/9494393950416235FRUTUOSO, Francisca Geidilany Saraiva de Oliveira. Oxidação por plasma eletrolítico do titânio, usando larguras de pulsos compatíveis com a duração das micro descargas. 2022. 66 f. Dissertação (Mestrado em Ciências e Engenharia dos Materiais) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2022.https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/8819MossoróUFERSACC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2024-09-06T00:46:10Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/8819Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2024-09-06T00:46:10Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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